3氧化还原反应-3课件

电极电势的产生溶解沉积将金属M插入其Mn+盐溶液中，可能发生：M(s)

Mn+(aq)+ne-

（e-留在M表面）Mn+(aq)+ne-

M(s)M活泼性↑，Mn+(aq)浓度小，溶解占优。M活泼性↓，Mn+(aq)浓度大，沉积占优。金属正离子自由电子3氧化还原反应-3平衡时，对于Zn-Zn2+电极，电子留在锌片上，Zn2+进入溶液。在Zn和Zn2+溶液的界面上，形成双电层(a)。铜电极的双电层(b)与锌电极相反。3氧化还原反应-3电极电势：金属和其盐溶液界面上的电势差。在铜-锌原电池中，由于Zn电极和Cu电极的电极电势不同，因此产生了电流。平衡时，对于Zn-Zn2+电极，电子留在锌片上，Zn2+进入溶液。在Zn和Zn2+溶液的界面上，形成双电层(a)。铜电极的双电层(b)与锌电极相反。3氧化还原反应-3电极电势符号：E

记为：E(氧化态/还原态)如:E(Zn2+/Zn),E(O2/OH-),E(MnO4-/Mn2+)等。电极电势影响电极电势的因素:

电极的本性、温度、离子浓度等。电极电势：金属和其盐溶液界面上的电势差。3氧化还原反应-3电对的电极电势越大，其氧化态越易得电子，氧化性越强；电对的电极电势越

小，其还原态越易失电子，还原性越强。金属越活泼(易失电子),E值越低(负)；金属越不活泼(易得电子),E值越高(正)

如:E(Zn2+/Zn)=-0.7618VE(Cu2+/Cu)=0.3419V电极电势的意义3氧化还原反应-3

在没有电流通过的情况下，正、负两极的电极电势之差称之为原电池的电动势。原电池的电动势3氧化还原反应-3电极电势的数值标准电极电势EӨIUPAC建议采用标准氢电极作为标准电极3氧化还原反应-3电极电势的数值标准电极电势EӨ在b(H+)=1.0mol·kg-1

p(H2)=100.00kPa条件下，

以此电极为参比，可测得其他标准电极的EӨ。IUPAC建议采用标准氢电极作为标准电极EӨ(H+/H2)=0.0000V标准氢电极的标准电极电势：＊3氧化还原反应-3方法：在25℃下，标准氢电极待测标准电极,

测定原电池的电动势。====-E-

E+

=以Eyyy计算EӨ(Zn2+/Zn)=0.0000–0.7618=-0.7618(V)电极电势的数值3氧化还原反应-3Pt∣Hg∣Hg2Cl2∣Cl-当KCl溶液为饱和溶液时，

EӨ=0.2415V。

由甘汞(Hg2Cl2)、Hg、饱和KCl溶液组成½Hg2Cl2+e-Hg(l)+Cl-饱和甘汞电极：＊3氧化还原反应-3测出各电对的标准电极电势,成标准电极电势表：电对电极反应标准电极电势

K+/K K++e-K

-2.9310Zn2+/ZnZn2++2e-Zn

-0.7618H+/H

2H++2e-H2

0.0000Cu2+/CuCu2++2e-Cu

+0.3419F2/F

F2+2e-2F-

+2.86603氧化还原反应-31.电极反应中各物质均为标准态，温度为298.15K。Cl2+2e

2Cl-

EӨ

=1.3583vZn2++2e

ZnEӨ

=-0.7618v2.E

(氧化态/还原态)是强度性质的量，不具可加性。Ө标准电极电势表及其应用3.E

(氧化态/还原态)是平衡电极电势，无论作为原电池的正极还是负极，电极电势值不变。ӨCl2+eCl-EӨ

=1.3583v1/24.反映了氧化-还原电对得失电子的倾向。E(氧化态/还原态)Ө3氧化还原反应-3

例题：在298.15K、标准状态下，从下列电对中选出最强的氧化剂和最强的还原剂，并列出氧化态物质的氧化能力和还原态物质的还原能力的强弱顺序。

解：查得：在标准状态下，上述电对中氧化态物质的氧化能力由强到弱的顺序为：还原态物质的还原能力由强到弱的顺序为：非标态？3氧化还原反应-31、电极的本性2、浓度（或压力）

（不是主要影响因素）2、溶液的酸碱性影响电极电势的因素电极电势的数值(Nernst方程式)(EӨ)3氧化还原反应-32.能斯特(Nernst)方程式

对于非标准条件下各电对的电极电势，可用下式计算：25℃时:ӨӨӨӨӨӨZ：半反应中转移的电子数纯固体、液体不写入，气体以分压pB进行计算。3氧化还原反应-34OH-O2+2H2O+4e-又如：MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O例如:其能斯特方程式：其能斯特方程式：ӨӨӨ=+--3氧化还原反应-3根据Nernst方程，在一定温度下，对于给定的电极，氧化态物质或还原态物质的浓度的变化将引起电极电势的变化。

增大氧化态物质的浓度或降低还原态物质的浓度，都会使电极电势增大。

降低氧化态物质的浓度或增大还原态物质的浓度，将使电极电势减小。3氧化还原反应-3

例题已知298.15K时，。计算金属银插在AgNO3溶液中组成电极的电极电势。

解：298.15K时，电极的电极电势为：b(Ag+)/bӨ计算结果表明：当Ag＋浓度由降低到时，电极电势相应地由0.7991V减小到0.6806V。3氧化还原反应-3例题已知298.15K时，。把铂丝插入,

溶液中，计算电极的电极电势。解：298.15K时，电极的电极电势为：3氧化还原反应-3电动势与ΔG的关系ΔrGm=Wmax′所以ΔrGm=-zFE对于电功

Wmax′=-QE=-zFE在标准态时:ӨΔrGm

=

-zFEӨ

在定温、定压条件下，系统的吉布斯函数变等于系统所做的最大非体积功。3氧化还原反应-3电极电势的应用一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱

二、计算原电池的电动势

三、判断氧化还原反应的方向

四、确定氧化还原反应进行的程度

3氧化还原反应-3例题：宇宙飞船上使用的氢-氧燃料电池，其电池反应为：计算298.15K时,反应的标准摩尔吉布斯函数变和电池标准电动势。解：298.15K时，反应的标准摩尔吉布斯自由能变：298.15K时原电池的标准电动势为：3氧化还原反应-3判断氧化还原反应的方向任何一个氧化还原反应，原则上都可以设计成原电池。利用所设计的原电池的电动势，可以判断氧化还原反应进行的方向：时，，反应正向进行；时，，反应处于平衡状态；时，，反应逆向进行。

3氧化还原反应-3例题

判断298.15K时,氧化还原反应:

在下列条件下进行的方向。解：-0.1375V(1)由于，因此标准状态下Pb2+为较强的氧化剂，Sn为较强的还原剂在标准状态下，将电对和组成氧化还原反应时，Pb2+做氧化剂，Sn做还原剂,上述氧化还原反应正向进行。。3氧化还原反应-3答:题给反应向逆向(←)进行。Sn2+│Sn为负极,根据题意,Pb2+│Pb为正极电动势E=E(Pb2+/Pb)-E(Sn2+/Sn)=-0.0483V<0(2)和的电极电势分别为：-0.1375V3氧化还原反应-3平衡时，ΔG

=0有：298.15K时，有：ӨӨ-ΔrGm

=RTlnKzFE=RTlnKӨӨ

和ӨӨƟƟ化为：判断氧化还原反应的进行的程度3氧化还原反应-3

例题试估计298.15K时反应：

进行的程度。解：反应的标准电动势为：

298.15K时反应的标准平衡常数为：

3氧化还原反应-3例题：已知298.15K时下列电极的标准电极电势：试求298.15K时AgCl的标准溶度积常数。解：在298.15K、标准状态下将上述两个电极设计成一个原电池，原电池符号为：正极反应：负极反应：电池反应：3氧化还原反应-3298.15K时，电池反应的标准平衡常数为：298.15K时，AgCl的标准溶度积常数为：

3氧化还原反应-3例题

在298.15K时，将银丝插入AgNO3溶液中，铂片插入FeSO4和Fe2(SO4)3混合溶液中组成原电池。试分别计算出下列两种情况下原电池的电动势，并写出原电池符号、电极反应和电池反应。解：

(1)，在标准状态下将电对和组成原电池，标准电极电势较大的电对为原电池正极，标准电极电势较小的的电对为原电池的负极。3氧化还原反应-3原电池的电动势为：原电池符号为：===电极反应和电池反应分别为：正极反应：负极反应：电池反应：3氧化还原反应-3(2)电对和的电极电势分别为：

由于，故电对为正极，为负极。3氧化还原反应-3

原电池电动势为：====

原电池符号为：电极反应和电池反应分别为：正极反应：负极反应：电池反应：3氧化还原反应-3练习题：已知：MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2OFe3++e-Fe2+1、求当b(MnO)=c(H+)=0.10mol·dm-3

b(Mn2+)=0.010mol·dm-3时,MnO/Mn2+的电极电势2、求